高一物理必修一第7讲 相互作用(中档版) 学生版讲义
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高中物理必修一知识点总结:第三章相互作用在我们生活的世界有形形色色的物体,他们之间不是孤立存在的,各种物体之间都存在着各式各样的相互作用。
由于这些相互作用的存在,物体的运动状态,以及存在形态等都随时在发生变化.在物理学中把这种相互作用称之为:力.力学是物理学的基础部分,本章又是力学部分的基础。
本章的重点在于学习几种非常典型的力,重力、弹力、摩擦力,难点在于力的合成与分解。
考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用".要求Ⅰ:滑动摩擦力、动摩擦因素、静摩擦力、形变、弹性、胡克定律。
要求Ⅱ:力的合成、力的分解。
知识构建:新知归纳:一、重力基本相互作用●力:力是物体间的相互作用1、力的物质性:力是物对物的作用。
2、力的相互性:受力物体同时也是施力物体。
3、物体间发生相互作用的方式有两种:①直接接触②不直接接触4、力不但有大小,而且有方向,力具有矢量性。
力的大小用测力计(弹簧秤)来测量。
在国际单位制中,力的单位是N(牛)。
相互作用一.力1.力的概念力是物体间的相互作用。
2.感受力3.力的性质⑴力的物质性:力不能离开施力物体和受力物体而独立存在,即只要有力,必须同时存在施力物体和受力物体。
一个力对应两个物体。
⑵力的相互性:力是物体与物体间的相互作用,施力物体也是受力物体。
⑶力的矢量性:在研究力的时候,既要注意力的大小,又要注意力的方向。
力的运算遵循矢量运算法则。
(下一讲会讲到)⑷力的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而改变。
4.力的作用效果力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态。
典例精讲【例1.1】.(2019春•昌江县校级期末)下列关于力的说法中正确的是()A.只有直接接触的物体间才有力的作用B.受力物体不一定是施力物体C.只要有一个物体就能产生力的作用D.一个力必定与两个物体相联系【例1.2】(2017•兴庆区校级学业考试)下列的说法中正确的是()A.静止不动的物体,一定不受任何力的作用B.物体的形状没有改变,说明该物体一定不受力的作用C.物体的运动方向改变了,说明该物体一定受到力的作用D.只有运动物体才会受到力的作用【例1.3】(2017•杨浦区一模)下列说法中,正确的是()A.有受力物体,就必定有施力物体B.力只能产生在相互接触的物体之间C.施力物体施力在先,受力物体受力在后D.力是一个物体就能产生的,而并不需要其他物体的存在【例1.4】(2016•云南模拟)下列说法中,正确的是()A.力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体B.没有施力物体和受力物体,力照样可以独立存在C.有的物体自己就有一个力,这个力不是另外的物体施加的D.力不能离开施力物体和受力物体而独立存在【例1.5】(2018•闵行区一模)下列关于力与物体运动的说法正确的是()A.静止或匀速直线运动的物体,一定不受力作用B.当物体的速度为零时,物体一定处于平衡状态C.当物体受的合外力为零时,物体的速度一定为零D.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受到力的作用【例1.6】(2016•广东学业考试)关于运动状态与所受外力的关系,下面说法中正确的是()A.物体受到的合力为零时,它一定处于静止状态B.物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同C.物体受到恒定的力作用时,它的运动状态不发生改变D.物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变二.重力1.重力:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
第三章重力、基本相互作用引入:在足球场上,守门员大脚开球,球由静止变为运动;守门员接住球时,球由运动变为静止;运动员用头顶球,球的方向改变了。
用劲折木条,木条弯曲了,这些都是什么现象,是什么原因造成的呢?引入新课一、力和力的图示演示1、用手压锯条、拉皮筋等,学生观察现象,是什么原因导致这种变化呢?演示2、扔掉手中的粉笔,拖动桌面上的书等,又有什么现象,又是什么原因引起这样的变化呢?锯条、皮筋的形状发生了改变,粉笔、书的运动状态发生了改变,这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。
在物理学中,人们把改变物体的运动状态,产生形变的原因,即物体与物体之间的相互作用称作力。
1、力的定义:物体与物体之间的相互作用。
问题:力可以离开物体而单独存在吗?(1)、力的物质性力是物体对物体的作用,有力就有受力物体和施力物体,两者是同时存在的,不分先后。
在研究某物体时,我们把它叫做受力物体,对它作用的物体叫做施力物体。
不是有生命的物体才能作为施力物体,施力物体和受力物体不是绝对的,在研究不同问题时,同一物体有时是受力物体,有时是施力物体。
问题:我们用手拍打桌子时,是手给桌子一个力,可为什么我们的手也会感到疼痛呢?(让学生用力打桌子,体会手的感觉)(2)、相互性力是物体间的相互作用,甲对乙有作用力,同时乙对甲也有力的作用,力的作用是相互的。
问题:用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书,书的运动一样吗?(3)、矢量性力是有大小和方向的物理量(矢量),力的作用效果不仅与其大小有关,也与方向有关。
问题:力的作用效果有那些?举例说明。
2、力的作用效果力可以使物体发生形变和运动状态发生改变(包括速度的大小和方向)。
演示:关门时,在不同的地方施加不同方向和大小的力,产生的效果不一样,说明了力的作用效果与那些因素有关?1、力的三要素大小、作用点、方向问题:我们可以怎样把力的三要素完整的表示出来呢?2、力的图示和示意图例:一物体重150N,画出绳子对物体的拉力的图示。
一、教学目标1、明确力的概念2、知道重力和重心的概念3、掌握力的示意图,会画力的示意图4、了解四种基本相互作用二、重难点1、力是物体间的相互作用3、重力三、知识点梳理1、力和力的图示(1)力的概念及效果① 定义:力是物体与物体之间的相互作用.② 力的作用效果的比较项目静力效果——形变动力效果——运动状态改变示例概述形变:物体的形状或体积的改变,如:拉伸、压缩、扭转等运动状态改变:物体的速度变了,如:速度大小改变或方向改变(2)力的性质力的物质性力是物体对物体的作用,力不能离开物体而独立存在,每个力的产生必须同时联系两个物体,即施力物体和受力物体力的相互性物体之间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体,力总是成对出现的,且物体间的这一对力总是同时产生,同时消失,同时变化,不存在先后关系力的矢量性力是矢量,不仅有大小,而且有方向力的独立性一个物体可受到多个力作用,每个力都独立地产生作用【注意】①并非有生命的物体才是施力物体,也并非先有施力物体后有受力物体。
②力是物体间的相互作用.不存在只有施力物体而没有受力物体,或者只有受力物体而没有施力物体的力,所以,在分析某一物体受力时,一定要搞清楚物体所受各力的来源,不可“无中生有”.③力的作用产生并不一定要直接接触,譬如地球与物体之间的引力、电荷与电荷之间的作用力、磁极与磁极之间的作用力。
都不需要直接接触,它们是通过“场”产竹相互作用的.(3)力的大小①力的大小可用测力计(弹簧测力计)测量.②力的单位:在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号N.(4)力的图示和力的示意图项目力的图示力的示意图定义为了更形象、直观地表达力,可以用一根带箭头的线段表示力的大小、方向和作用点,这种表示力的方法叫做力的图示只画出力的方向和作用点表示物体在这个方向受到了力,这种粗略表示力的方法,叫做力的示意图步骤①选定标度(用一定长度的线段表示多少牛的力)②从作用点开始沿力的方向,画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度③在线段的末端标出箭头表示力的方向①从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段②在线段的末端标出箭头表示力的方向(不需选定标度)【注意】标度长度适宜,以防线段过长或过短(力的图示上刻度不能过少,也不能过密,要便于作图计算),一般情况下,线段应取2~5段;一般标度大小应是所画力的图示1/n,n 为除1以外的正整数(5)力的分类按性质按效果举例重力、弹力、摩擦力等拉力、压力、动力、阻力等联系(1)根据效果命名时,不同名称的力,性质可能相同,如:物体上升时,重力为阻力;物体下降时,重力为动力;(2)同一性质的力,效果可能不同,如:摩擦力可以是动力.也可以是阻力2、重力(1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力.【说明】①在地球附近的一切物体都受到重力作用;②重力是由于地球的吸引而产生的,在通常情况下,重力的大小小等于地球对物体的吸引力;③重力是非接触力;④重力的施力物体是地球;⑤物体所受的重力与物体所处的运动状态以及是否受其他力无关。
相互作用
一.力
1.力的概念
力是物体间的相互作用。
2.感受力
3.力的性质
⑴力的物质性:力不能离开施力物体和受力物体而独立存在,即只要有力,必须同时存在施力物体和受力物体。
一个力对应两个物体。
⑵力的相互性:力是物体与物体间的相互作用,施力物体也是受力物体。
⑶力的矢量性:在研究力的时候,既要注意力的大小,又要注意力的方向。
力的运算遵循
矢量运算法则。
(下一讲会讲到)
⑷力的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而改变。
4.力的作用效果
力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态。
典例精讲
【例1.1】(2019春•吉阳区校级期中)下列关于力的说法中,正确的是()
A.只有相互接触的物体才可能产生力的作用
B.力的作用效果一定是使物体运动
C.力不能离开物体而独立存在
D.只要有一个物体就能产生力的作用
【例1.2】(2016•广西模拟)下列说法中,正确的是()
A.力只能产生在相互接触的物体之间
B.有受力物体,就必定有施力物体
C.施力物体施力在先,受力物体受力在后
D.力是一个物体就能产生的,而并不需要其他物体的存在
【例1.3】(2016•海陵区校级学业考试)下列关于力的说法中正确的是()
A.任何性质的力都有施力物体,但不一定有受力物体
B.重力是任何物体本身就具有的,与地球无关
C.力的大小、方向、作用点,是影响力的作用效果的三要素
D.有力作用在物体上,物体的运动状态一定改变
【例1.4】(2015•兴平市校级一模)关于力,下列说法正确的是()
A.一个物体是施力物体,但不是受力物体
B.力有时能脱离物体而独立存在
C.有受力物体就一定有施力物体
D.只有相互接触的物体才能产生作用力
4.(2018•广州学业考试)关于力,下列说法中错误的是()
A.力是物体与物体之间的相互作用
B.力可以只有施力物体而没有受力物体
C.力是矢量,它既有大小又有方向
D.力可以用带箭头的线段表示
二.重力
1.重力:
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
2.重力的三要素
⑴重力的大小:G=mg,通常取g=9.8N/kg。
重力的方向与运动状态无关。
⑵重力的方向:总是竖直向下
....
⑶重力的作用点:重力的作用点在物体的重心上,重心是重力的等效作用点。
典例精讲
【例2.1】(2019春•嘉定区校级期中)关于重力,下列说法中正确的是()
A.物体只有运动时,才受到重力的作用
B.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
C.重力的方向一定垂直于地面
D.物体只有静止时,才受到重力的作用
【例2.2】(2016•广东学业考试)关于重力,下列说法正确的是()
A.物体上只有重心处才受到重力作用
B.球体的重心一定在球心上
C.物体向上抛出时受到的重力小于它静止时受到的重力
D.同一物体在同一地点,无论运动状态如何,其所受重力都一样大
【例2.3】(2015•南京学业考试)把一个月牙状的薄板悬挂起来,静止时如图所示。
则薄板
的重心可能是图中的()
A.A点 B.B点C.C点D.D点
【例2.4】(2014•杨浦区一模)有一质量均匀分布的圆形薄板,若将其中央挖掉一个小圆,则薄板的余下部分()
A.重力减小,重心随挖下的小圆板移走了
B.重力和重心都没改变
C.重力减小,重心位置没有改变
D.重力减小,重心不存在了
【例2.5】(2006•江苏)关于重心,下列说法中正确的()
A.重心就是物体内最重的一点
B.物体发生形变时,其重心位置一定不变
C.物体升高时,其重心在空中的位置一定不变
D.采用背越式跳高的运动员在越过横杆时,其重心位置可能在横杆之下
【例2.6】(2017•徐州学业考试)把一个薄板状物体悬挂起来,静止时如图所示,则对于此薄板状物体所受重力的理解,下列说法正确的是()
A.重力就是地球对物体的引力
B.重力大小和物体运动状态有关
C.重力的方向总是指向地心的
D.薄板的重心一定在直线AB上
【例2.7】(2014秋•寿县校级期末)关于重力的大小,下列说法正确的是()
A.物体重力的大小总是恒定的
B.同一地点,物体的重力与物体的质量成正比
C.物体的重力总是等于它对竖直弹簧测力计的拉力
D.重力的大小与物体的位置无关
三.弹力
1.形变
⑴定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。
;如果形变过大,超过一定的限度,撤⑵物体在形变后能够恢复原状的形变叫做弹性形变
....。
去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度
....
例如,在弹簧弹性限度内,弹簧的形变就是弹性形变;而我们做饭时,把面团捏成了饺子和包子后不恢复原状,就不是弹性形变。
典例精讲
【例1.1】(2016春•台州校级期中)头顶球是足球比赛中常用到的一种技术,如图所示,关于运动员在顶球时头顶受到压力产生的直接原因是()
A.球的形变 B.头的形变
C.球受到的重力 D.人受到的重力
【例1.2】(2016秋•伊春区校级期中)下列有关物体受外力及形变的说法正确的是()A.有力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后形变完全消失
B.有力作用在物体上物体不一定发生形变
C.力作用在硬物体上,物体不发生形变;力作用在软物体上,物体才发生形变
D.一切物体受到外力作用都要发生形变,外力撤去后形变不一定完全消失
【例1.3】(2018秋•黄骅市校级月考)关于弹力,下列说法不正确的是()
A.弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反
B.轻绳中的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向
C.轻杆中的弹力方向一定沿着轻杆
D.在弹性限度内;弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比
【例1.4】(2013•盱眙县校级学业考试)一辆汽车停在水平地面上,有下列几种说法:(1)地面受到向下的弹力,是因为地面发生了形变;
(2)地面受到了向下的弹力,是因为汽车发生了形变;
(3)汽车受到了向上的弹力,是因为汽车发生了形变;
(4)汽车受到了向上的弹力,是因为地面发生了形变.
其中正确的是()
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
2.弹力
⑴概念
发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。
例如:弹簧发生形变后对小车有弹力的作用。
⑵弹力的产生条件:①直接接触;②存在弹性形变
⑶弹力的方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
常见弹力的方向:
点与面过点垂直于面指向受力物体
点与点垂直于公切面指向受力物体
轻绳沿绳子指向绳收缩的方向
可沿杆的方向
轻杆
可不沿杆的方向
轻弹簧沿弹簧形变的反方向
⑷相互接触的物体是否存在弹力的判断方法
①判断物体间是否存在挤压产生形变,这种方法适用于形变明显的情况,如弹簧。
②如果物体间存在微小形变,不易判断,这时可用假设法进行判定,即假设接触的两物体没有弹力,看它们是否符合题意(如静止),如果符合,说明不存在弹力,反之存在弹力。
⑸胡克定律
弹力的大小跟形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,
弹力随着消失。
弹力与形变的定量关系,一般来讲比较复杂。
而弹簧
的弹力与弹簧的伸长量(或压缩量)的关系则比较简单(如图所示)。
①实验表明,弹簧发生形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)
的长度x成正比,即F=kx。
②式中的k称为弹簧的劲度系数(或倔强系数),单位是牛顿每米,符
号用N/m表示。
③公式:F=kx,另有变形式ΔF=kΔx。
其含义为:在弹簧的弹性限度以内,弹力大小的增量ΔF与弹簧长度的增量Δx成正比(由F1−F2=k(x1−x2)得ΔF=kΔx,其中ΔF和Δx可正可负)。
④胡克定律仅适用于在弹性限度内,弹簧的拉伸或压缩形变。
⑤弹簧弹力是弹簧两端对外界的作用力。
典例精讲
【例2.1】(2019春•封丘县校级月考)关于弹力的下列说法中,正确的是()
A.物质互相接触,就有弹力的相互作用
B.物体发生弹性形变,不一定对跟它接触的物体产生力作用
C.A物体对B物体有弹力,是因为B物体发生了弹性形变的原因
D.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面,绳的拉力沿绳而指向绳收缩的方向
【例2.2】(2018•济南学业考试)在如图所示的四种情况中,物体A、B之间一定有弹力的是()
A.B.
C.D.
【例2.3】(2015•云南校级学业考试)如图所示,粗糙的A、B长方体木块叠放在一起,放在水平桌面上,B木块受到一个水平方向的牵引力,但仍然保持静止,则B木块受力个数为()
A.3 B.4 C.5 D.6
【例2.4】(2016•虹口区一模)如图,质量m A>m B的两个物体A、B叠放在一起,在竖直向上的力F作用下沿竖直墙面向上匀速运动.现撤掉F,则物体A、B在沿粗糙墙面运动过程中,物体B的受力示意图是()。